علوم و مهندسی آب و فاضلاب

علوم و مهندسی آب و فاضلاب

تعیین ضریب حداکثر تقاضای لحظه‌ای در شبکه‌های توزیع آب

نوع مقاله : مقالات علمی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری مهندسی محیط‎زیست گرایش مهندسی آب و فاضلاب، دانشکده عمران، آب و محیط‎زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
2 دانشیار دانشکده عمران، آب و محیط‎زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
چکیده
شبکه­های توزیع آب معمولاً براساس ضریب حداکثر ساعتی تقاضای آب طراحی می­شوند. این ضریب نسبت بین جریان حداکثر به متوسط ساعتی را در یک شبانه­روز نشان می­دهد. اما برای دستیابی به اهداف بهره­برداری بهینه از شبکه‌های توزیع آب، بررسی نوسان تقاضا در گام‎های زمانی کم‌تر از یک ساعت (لحظه­ای) نیز لازم است. با توجه به نبودن اطلاعات کافی برای تعیین ضرایب حداکثر تقاضا برای گام­های زمانی کم‌تر از یک ساعت، در این مقاله با اندازه­گیری جریان ورودی به شبکه آب در پروژه­های مورد مطالعه، ضریب حداکثر تقاضای آب در گام­های زمانی کم‌تر از یک ساعت محاسبه شد. نتایج نشان می­دهد که ضریب حداکثر تقاضا با کاهش هر دو مشخصه جمیعت و گام زمانی، افزایش می‌یابد. برای نمونه در جمعیت 1000 و 10000 نفر، مقدار ضریب حداکثر تقاضا در گام زمانی نیم ساعته نسبت یه یک ساعته به‌ترتیب حدود 53 و 33 درصد افزایش می­یابد. برپایه نتایج به‌دست آمده، رابطه جدیدی برای برآورد ضریب حداکثر تقاضا براساس جمیعت و گام­های زمانی مختلف ارائه شد. هم‎چنین ضریب حداکثر تقاضای ساعتی در پروژه‌های مورد مطالعه، با مراجع گوناگون همانند نشریه 3-117 مقایسه شد. نتایج تحقیق حاضر برای طراحی و بهره­برداری از شبکه­های توزیع آب می­تواند مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

تابش، م.، قره‌خانی، ب.، و حیدرزاده، ر.، (1394)، "بررسی میدانی ضرایب حداکثر مصرف آب (مطالعه موردی: تهران و کاشمر)"، کنفرانس و نمایشگاه مهندسی آب، تهران، ایران.
سازمان برنامه و بودجه، (1371)، "ضوابط طراحی سامانه­های انتقال و توزیع آب شهری و روستایی"، نشریه 3-117، دفتر مهندسی و معیار­های فنی وزارت نیرو.
مرادی سبزکوهی، ع.، کاشفی‎پور، س.م.، و سلیمی چم‎کاکایی، آ.، (1393)، "بررسی میدانی ضریب حداکثر تقاضا در شبکه‌های توزیع آب روستایی (شمال شرق خوزستان)"، مجله آب و فاضلاب، 25، 52-44.
معاون نظارت و راهبردی ریاست جمهوری، (1392)، "ضوابط طراحی سامانه­های انتقال و توزیع آب شهری و روستایی"، نشریه 3-117 (بازنگری اول)، دفتر مهندسی و معیار­های فنی وزارت نیرو.
Adams, R.W., (1961), “The analysis of distribution systems”, Institution of Water Engineering, 15, 415-428.
Babbitt, H.E., (1928), Sewerage and sewage treatment, John Wiley & Sons Inc, London, New York, USA.
Balacco, G., Carbonara, A., Gioia, A., Iacobellis, V., and Piccinni, A.F., (2017), “Evaluation of peak water demand factors in Puglia (Southern Italy)”, Water, 9, 96, https://doi.org/10.3390/w9020096.
Balacco, G., Carbonara, A., Gioia, A., Iacobellis, V., and Piccinni, A.F., (2018), “Investigation of peak water demand variability at local scale in Puglia (Southern Italy)”, Multidisciplinary Digital Publishing Institute Proceedings, 2, 674, https://doi.org/10.3390/proceedings2110674.
Briere, F.G., (2014), Drinking-water distribution, sewage, and rainfall collection, Third Edition, Presses inter Polytechnique, Canada.
 Clark, J.W., Viessman, W., and Hammer, M.J., (1969), Water supply and pollution control, Third Edition. John Wiley & Sons Inc, New York, USA.
Davis, C.V., and Sorensen, K.E., (1980), Handbook of applied hydraulics, 3rd Edition, McGraw-Hill, New York.
Diao, K., Barjenbruch, M., and Bracklow, U., (2010), “Study on the impacts of peaking factors on a water distribution system in Germany”, Water Science and Technology: Water Supply, 10, 165-172, https://doi.org/10.2166/ws.2010.168.
Deutscher Verein des Gas-und Wasserfaches (DVGW), (2004), Worksheet W 400-1, German Technical and Scientific Association for Gas and Water. 
 Deutscher Verein des Gas-und Wasserfaches (DVGW), (2007), Worksheet W 410, German Technical and Scientific Association for Gas and Water. 
Gargano, R., Tricarico, C., and De Marinis, G., (2010), “Residential water demand–daily trends”,  Proceedings of the Annual International Symposium on Water Distribution Systems Analysis, 1314-1323, https://doi.org/10.1061/41203(425)118.
Gato-Trinidad, S., and Gan, K., (2012), “Characterizing maximum residential water demand”, Urban Water, 122, 15-24, https://doi.org/10.2495/uw120021.
Gifft, H.M., (1945), “Estimating variations in domestic sewage flows”, Water Works Sewerage, Chicago, USA.
Goodrich, R., (1942), “Capacity tests of ground-water sources at Laramie, Wyoming", Journal of American Water Works Association, 1629-1634, https://doi.org/10.1002/j.1551-8833.1942.tb17293.x.
Hammer, M.J., (1986), Water and wastewater technology,   John Wiley & Sons Inc, New York, USA.
Harmon, W.G., (1918), “Forecasting sewage at Toledo under dry weather conditions”, Engineering News Record, 80, 1233.
Ippolito, G., and DE Martino, G., (1995), Appunti di costruzioni idrauliche, Liguori Editore, Italy.
Johnson, C.F., (1942), “Relation between average and extreme sewage flow rates”, Engineering News Record, 129, 500-501.
Johnson, E., (1999), “Degree of utilisation, The reciprocal of the peak factor, Its application in the operation of a water supply and distribution system, WATER
SA-PRETORIA
-, 25, 111-114.
Martínez-Solano, J., Iglesias-Rey, P.L.,
Perez-Garcia, R., and López-Jimenez, P.A. (2008), “Hydraulic analysis of peak demand in looped water distribution networks”, Journal of Water Resources Planning and Management, 134, 504-510, https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9496(2008)134:6(504).
Metcalf, L., and Eddy, H.P., (1915), American sewerage practice, Vol. 3, McGraw-Hill, New York, USA.  
Research, C.F.S.A.I., (2003), “Guidelines for human settlement and design”, A Report Compiled Under the Patronage of the Department of Housing by the CSIR, Pretoria, South Africa: CSIR Building and Construction Technology.
Scheepers, H.M., (2012), “Deriving peak factors for residential indoor water demand by means of a probability based end-use model”, PhD. Thesis, Department of Civil Engineering, Stellenbosch University, South Africa.
Tchobanoglous, G., and Schroeder, E., (1987), Water Quality, Addison and Wesley, Reading, MA.
Tricarico, C., De Marinis, G., Gargano, R., and Leopardi, A., (2007), “Peak residential water demand”,  Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Water Management, Thomas Telford Ltd, 115-121, https://doi.org/10.1680/wama.2007.160.2.115.
Tricarico, C., Morley, M.S., Gargano, R., Kapelan, Z., De Marinis, G., and Savić, D., (2014), “The influence of the existing network layout on water distribution system redesign analysis”, Journal of Hydroinformatics, 16, 1375-1389, https://doi.org/10.2166/hydro.2014.017.
Zhang, X., (2005), “Estimating peaking factors with Poisson rectangular pulse model and extreme value theory”, Ph.D. Thesis, Department of Environmental Engineering, University of Cincinnati, https://doi.org/10.1007/978-1-4613-3638-9_3.
Zhang, X., Buchberger, S.G., and Van Zyl, J.E., (2005), “A theoretical explanation for peaking factors”, Impacts of Global Climate Change, (pp. 1-12), https://doi.org/10.1061/40792(173)51.  
دوره 10، شماره 2
تابستان 1404
صفحه 19-28

  • تاریخ دریافت 04 اردیبهشت 1402
  • تاریخ بازنگری 14 شهریور 1402
  • تاریخ پذیرش 19 شهریور 1402